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实验案例探究（六）实验过程分析类实验【案例分析】【案例分析】(2010(2010北京高考北京高考)科学家以大肠杆菌为实验对象科学家以大肠杆菌为实验对象,运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNADNA复制方式复制方式的探索实验的探索实验,实验内容及结果见下表。实验内容及结果见下表。组别组别1 1组组2 2组组3 3组组4 4组组培养液中培养液中唯一氮源唯一氮源1414NHNH4 4ClCl1515NHNH4 4ClCl1414NHNH4 4ClCl1414NHNH4 4ClCl繁殖代数繁殖代数多代多代多代多代一代一代两代两代培养产物培养产物A AB BB B的子的子代代B B的子的子代代操作操作提取提取DNADNA并离心并离心离心结果离心结果仅为轻带仅为轻带(1414N/N/1414N)N)仅为重带仅为重带(1515N/N/1515N)N)仅为中带仅为中带(1515N/N/1414N)N)1/21/2轻带轻带(1414N/N/1414N)N)1/21/2中带中带(1515N/N/1414N)N)请分析并回答请分析并回答:(1)(1)要得到要得到DNADNA中的中的N N全部被放射性标记的大肠杆菌全部被放射性标记的大肠杆菌B,B,必须经必须经过过代培养代培养,且培养液中的且培养液中的是唯一氮源。是唯一氮源。(2)(2)综合分析本实验的综合分析本实验的DNADNA离心结果离心结果,第第组结果对得到结组结果对得到结论起到了关键作用论起到了关键作用,但需把它与第但需把它与第组和第组和第组的结果组的结果进行比较进行比较,才能说明才能说明DNADNA分子的复制方式是分子的复制方式是。(3)(3)分析讨论分析讨论:若子若子代代DNADNA的离心结果为的离心结果为“轻轻”和和“重重”两条密度带两条密度带,则则“重带重带”DNADNA来自于来自于代代,据此可判断据此可判断DNADNA分子的复制方式不分子的复制方式不是是复制。复制。若将子若将子代代DNADNA双链分开后再离心双链分开后再离心,其结果其结果(选填选填“能能”或或“不能不能”)判断判断DNADNA分子的复制方式。分子的复制方式。若在同等条件下将子若在同等条件下将子代继续培养代继续培养,子子n n代代DNADNA离心的结果是离心的结果是:密度带的数量和位置密度带的数量和位置,放射性强度发生变化的放射性强度发生变化的是是带。带。若某次实验的结果中若某次实验的结果中,子子代代DNADNA的的“中带中带”比以往实验结果比以往实验结果的的“中带中带”略宽略宽,可能的原因是新合成可能的原因是新合成DNADNA单链中的单链中的N N尚有少部尚有少部分为分为。关键信息关键信息推断结论推断结论信信息息1 1表中第表中第2 2组只提供组只提供1515NHNH4 4Cl,Cl,多代培养得到多代培养得到B B，最后得到，最后得到重带重带(1515N/N/1515N)N)1515NHNH4 4ClCl为唯一氮源为唯一氮源,将大肠杆将大肠杆菌菌B B进行多代培养进行多代培养,其其DNADNA中中N N会会全部被放射性标记全部被放射性标记信信息息2 2表中第表中第3 3组只提供组只提供1414NHNH4 4ClCl，B B的子的子代仅为中带代仅为中带(1515N/N/1414N)N),与第与第1 1、2 2组离组离心结果不同心结果不同第第3 3组结果对得到结论起到了组结果对得到结论起到了关键作用关键作用,DNA,DNA为半保留复制为半保留复制【审题【审题抓准信息抓准信息快速推断】快速推断】关键信息关键信息推断结论推断结论信信息息3 3第第(3)(3)问中问中若子若子代代DNADNA的离心结果为的离心结果为“轻轻”和和“重重”两条密度带两条密度带重带重带DNA(DNA(1515N/N/1515N)N)来自于来自于B B信信息息4 4表中第表中第4 4组只提供组只提供1414NHNH4 4ClCl，B B子子代代1/21/2轻带轻带(1414N/N/1414N)N)、1/21/2中带中带(1515N/N/1414N)N)B B的两条的两条1515N N链分别形成两个链分别形成两个1515N/N/1414N,N,新合成两个新合成两个1414N/N/1414N N。复制复制n n代只有代只有“轻带轻带”和和“中中带带”,且且“中带中带”因因1515N N不再增不再增加加,放射性不变放射性不变,而而“轻带轻带”放射性强度增大放射性强度增大(1)(1)多多1515NHNH4 4ClCl错答错答:第一空错答为具体的数字第一空错答为具体的数字,如如3 3、4 4等等;第二空错答为第二空错答为1414N N或或1414NHNH4 4ClCl。错因错因:不能正确分析表格第不能正确分析表格第2 2组的数据组的数据,也就不能直接从表中获也就不能直接从表中获取答案。取答案。【答题【答题规范答案规范答案警示失误】警示失误】(2)3(2)31 12 2半保留复制半保留复制错答错答:第一空错答为第一空错答为“4”4”。错因错因:忽视了表中第忽视了表中第3 3组为组为B B的子的子代代,第第4 4组为组为B B的子的子代。代。B B的的子子代为代为“中带中带”,应和应和“轻带轻带”和和“重带重带”相对比才可得出相对比才可得出结论。结论。(3)(3)B B半保留半保留不能不能没有变化轻没有变化轻1515N N得分要点得分要点:应严格按照应严格按照“半保留复制半保留复制”来分析复制来分析复制n n代后代后,各各“带带”位置、数量和放射性的变化。位置、数量和放射性的变化。【类题试做】【类题试做】1.(20131.(2013郑州模拟郑州模拟)为了探究为了探究DNADNA的复制、转录等过程的复制、转录等过程,科学家科学家做了一系列的实验做了一系列的实验,图示如下图示如下:实验一实验一:将大肠杆菌中提取出的将大肠杆菌中提取出的DNADNA聚合酶加到具有足量的四种聚合酶加到具有足量的四种脱氧核苷酸的试管中脱氧核苷酸的试管中,培养在适宜温度条件下培养在适宜温度条件下,一段时间后一段时间后,测测定其中的定其中的DNADNA含量。含量。实验二实验二:在上述试管中加入少量在上述试管中加入少量DNADNA和和ATP,ATP,培养在适宜温度条件培养在适宜温度条件下下,一段时间后一段时间后,测定其中的测定其中的DNADNA含量。含量。实验三实验三:取四支试管取四支试管,分别放入等量的四种脱氧核苷酸、等量的分别放入等量的四种脱氧核苷酸、等量的ATPATP和等量的和等量的DNADNA聚合酶聚合酶,再在各试管中分别放入等量的四种再在各试管中分别放入等量的四种DNADNA分子分子,它们分别是枯草杆菌、大肠杆菌、小牛胸腺细胞、它们分别是枯草杆菌、大肠杆菌、小牛胸腺细胞、T T2 2噬噬菌体的菌体的DNADNA。在适宜温度条件下培养一段时间。在适宜温度条件下培养一段时间,测定各试管中残测定各试管中残留的脱氧核苷酸中每一种的含量。留的脱氧核苷酸中每一种的含量。分析以上实验分析以上实验,回答下列问题回答下列问题:(1)(1)实验一中实验一中(填填“能能”或或“不能不能”)测定出测定出DNA,DNA,原因原因是是 。(2)(2)实验二中实验二中(填填“能能”或或“不能不能”)测定出测定出DNA,DNA,加入加入ATPATP的作用是的作用是 。(3)(3)实验三要探究的是实验三要探究的是 ,若结果发现残留的四种脱若结果发现残留的四种脱氧核苷酸的量不同氧核苷酸的量不同,则说明则说明 。(4)(4)列举两种脱氧核苷酸的名称列举两种脱氧核苷酸的名称:。(5)(5)如果要模拟如果要模拟DNADNA的转录过程的转录过程,试管中应加入试管中应加入等。等。信息信息1 1 实验一和实验二相比较实验一和实验二相比较,实验二试管中加入少量实验二试管中加入少量DNADNA和和ATPATP。推论推论:实验一中缺少实验一中缺少DNADNA模板和模板和ATP,ATP,不能测定出不能测定出DNA,DNA,实验二能测实验二能测定出定出DNA,DNA,其中其中ATPATP可以提供能量。可以提供能量。【审题【审题抓准信息抓准信息快速推断】快速推断】信息信息2 2 实验三中模板实验三中模板DNADNA不同不同,提供相同的提供相同的DNADNA聚合酶、脱氧核聚合酶、脱氧核苷酸和苷酸和ATPATP。推论推论:实验三目的是探究不同生物的实验三目的是探究不同生物的DNADNA分子的脱氧核苷酸组成分子的脱氧核苷酸组成是否相同。是否相同。信息信息3 3 模拟模拟DNADNA的转录过程。的转录过程。推论推论:DNADNA的转录需要一定的条件的转录需要一定的条件:DNA:DNA为模板、四种核糖核苷酸为模板、四种核糖核苷酸为原料、为原料、ATPATP提供能量、提供能量、RNARNA聚合酶等。聚合酶等。【规范答案】【规范答案】(1)(1)不能不能 缺少缺少DNADNA模板和模板和ATPATP(2)(2)能能 提供能量提供能量(3)(3)不同生物的不同生物的DNADNA分子的脱氧核苷酸组成是否相同分子的脱氧核苷酸组成是否相同不同生物的不同生物的DNADNA分子脱氧核苷酸组成不同分子脱氧核苷酸组成不同(4)(4)腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸(其他正确答案也可其他正确答案也可)(5)DNA(5)DNA、足量的四种核糖核苷酸、足量的四种核糖核苷酸、RNARNA聚合酶、聚合酶、ATPATP2.(20132.(2013安徽师大附中模拟安徽师大附中模拟)(1)(1)某生物兴趣小组针对某生物兴趣小组针对“肺炎肺炎双球菌转化实验双球菌转化实验”做了一系列实验做了一系列实验,步骤如下。请分析以下实步骤如下。请分析以下实验并回答问题验并回答问题:A.A.将一部分将一部分S S型细菌加热杀死型细菌加热杀死;B.B.制备符合要求的培养基制备符合要求的培养基,并分为若干组并分为若干组,将菌种分别接种到各将菌种分别接种到各组培养基上组培养基上(接种的菌种见图中文字所示。注接种的菌种见图中文字所示。注:为为S S型菌落型菌落,为为R R型菌落型菌落););C.C.将接种后的培养装置放在适宜温度下培养一段时间将接种后的培养装置放在适宜温度下培养一段时间,观察菌观察菌落生长情况落生长情况(如图如图)。制备符合实验要求的培养基时制备符合实验要求的培养基时,除加入适当比例的水和琼脂除加入适当比例的水和琼脂外外,还必须加入一定量的无机盐、氮源、有机碳源、生长因子还必须加入一定量的无机盐、氮源、有机碳源、生长因子等等,并调整并调整pHpH。本实验中的对照组是本实验中的对照组是 。本实验能得出的结论是本实验能得出的结论是 。(2)(2)艾弗里等人通过实验证实了在上述细菌转化过程中艾弗里等人通过实验证实了在上述细菌转化过程中,起转化起转化作用的是作用的是DNADNA。如果你是实验小组的一员。如果你是实验小组的一员,并且你怀疑这一结论并且你怀疑这一结论,请你利用请你利用DNADNA酶酶(可降解可降解DNA)DNA)做试剂做试剂,选择适当的材料用具选择适当的材料用具,设计设计实验方案实验方案,探究探究“促进促进R R型细菌转化成型细菌转化成S S型细菌的物质是不是型细菌的物质是不是S S型型细菌的细菌的DNA”,DNA”,并预测实验结果。并预测实验结果。实验设计方案实验设计方案:第一步第一步:从从S S型细菌中提取型细菌中提取DNADNA。第二步第二步:制备符合要求的培养基制备符合要求的培养基,均分为三份均分为三份,标号为标号为A A、B B、C,C,分别作如下处理分别作如下处理:编编 号号A AB BC C处处 理理不加任何不加任何提取物提取物加入提取出的加入提取出的S S型细菌型细菌DNADNA第三步第三步:。第四步第四步:将接种后的培养装置放在适宜温度下培养一段时间将接种后的培养装置放在适宜温度下培养一段时间,观察菌落生长情况。观察菌落生长情况。预测实验结果预测实验结果:a.:a.。b.b.。信息信息1 1 (1)(1)中中“肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌转化实验”及接种后菌落生长情况及接种后菌落生长情况图解。图解。推论推论:图中图中1 1、2 2、3 3组为对照组组为对照组,4,4组为实验组组为实验组,S,S型细菌中含有某型细菌中含有某种物质种物质(转化因子转化因子),),能使能使R R型细菌发生转化。型细菌发生转化。【审题【审题抓准信息抓准信息快速推断】快速推断】信息信息2 2 (2)(2)中怀疑起转化作用的是中怀疑起转化作用的是DNADNA这一结论这一结论,又提供又提供DNADNA酶酶,还有还有A A、B B处理情况。处理情况。推论推论:C C组应为加入提取出的组应为加入提取出的S S型细菌型细菌DNADNA和和DNADNA酶酶,以便分别与以便分别与A A、B B组对照。组对照。信息信息3 3 (2)(2)中第二步中第二步“制备符合要求的培养基制备符合要求的培养基”与第四步与第四步“将将接种后的培养装置放在适宜温度下培养接种后的培养装置放在适宜温度下培养”。推论推论:第三步必然为第三步必然为“将将R R型细菌分别接种到三组培养基上型细菌分别接种到三组培养基上”。信息信息4 4 (2)(2)中探究促进中探究促进R R型细菌转化成型细菌转化成S S型细菌的物质是不是型细菌的物质是不是DNADNA。推论推论:如果如果A A、C C组中未出现组中未出现S S型细菌型细菌,而而B B组培养基中出现组培养基中出现S S型细型细菌菌,则促进则促进R R型细菌转化成型细菌转化成S S型细菌的物质是型细菌的物质是S S型细菌的型细菌的DNA;DNA;如果如果A A、B B、C C组中均未出现组中均未出现S S型细菌型细菌,则促进则促进R R型细菌转化成型细菌转化成S S型细菌型细菌的物质不是的物质不是S S型细菌的型细菌的DNADNA。【规范答案】【规范答案】(1)(1)1 1、2 2、3 3组组S S型细菌中的某种物质型细菌中的某种物质(转化因子转化因子)能使能使R R型细菌转化成型细菌转化成S S型细菌型细菌(2)(2)第二步第二步:加入提取出的加入提取出的S S型细菌型细菌DNADNA和和DNADNA酶酶第三步第三步:将将R R型细菌分别接种到三组培养基上型细菌分别接种到三组培养基上a.a.如果如果A A、C C组中未出现组中未出现S S型细菌型细菌,而而B B组培养基中出现组培养基中出现S S型细菌型细菌,则促进则促进R R型细菌转化成型细菌转化成S S型细菌的物质是型细菌的物质是S S型细菌的型细菌的DNADNAb.b.如果如果A A、B B、C C组中均未出现组中均未出现S S型细菌型细菌,则促进则促进R R型细菌转化成型细菌转化成S S型型细菌的物质不是细菌的物质不是S S型细菌的型细菌的DNADNA
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